Перейти к содержанию

Можно ли заряжать литий-ионный аккумулятор при минусовой температуре?

Обновлено Редакция GAW

Содержание

Литий-ионный аккумулятор допускает разные диапазоны температуры для заряда и разряда. Разряд на морозе безопасен, хотя ёмкость временно уменьшается. Заряд ниже 0 °C документация на распространённые литий-ионные элементы, как правило, не разрешает — проверяйте даташит своего элемента.

Диапазоны по документации

ДокументЗарядРазряд
Molicel INR-18650-P28A0…60 °C−40…60 °C
TI SLUAAR1, Li-ion (обобщённо)0…45 °C—
TI SLUAAR1, LiFePO40…45 °C—
TI SLUAAR1, NiMH0…40 °C—

Нижняя граница заряда во всех этих документах — 0 °C. Бывают элементы с другими допусками, поэтому обе границы для конкретного элемента берите из его даташита; если даташита нет, надёжнее взять более осторожные 45 °C из обзора TI.

Как зарядная микросхема следит за температурой

Многие зарядные микросхемы имеют вход для термистора NTC в батарее. У bq21040 это вывод TS: к нему подключают термистор 10 кОм при 25 °C, и микросхема сравнивает напряжение на нём с порогами. При низкой температуре сопротивление NTC растёт, напряжение на TS поднимается, и выше порога

VTS-0C=1,25 В (1,22–1,28 В)V_\text{TS-0C} = 1{,}25\ \text{В}\ (1{,}22\text{–}1{,}28\ \text{В})

заряд приостанавливается, а продолжается после снижения напряжения на 100 мВ гистерезиса. При перегреве напряжение падает ниже 275 мВ, и заряд тоже останавливается. Как устроен такой датчик, описано в статье о термисторе NTC.

У популярных модулей без термистора такой защиты нет, и они заряжают на морозе так же, как в тепле. Если устройство живёт на улице, выбирайте зарядную схему с входом термистора и размещайте его на самом аккумуляторе.

Что ещё учесть

  • Перегрев так же опасен. По TI SLUAAR1 перегрев — одна из причин теплового разгона. Не заряжайте аккумулятор на солнце и в закрытом корпусе рядом с горячими деталями.
  • Профиль заряда не меняется. Заряд идёт обычным CC-CV: постоянный ток, затем постоянное напряжение 4,2 В. Ток заряда и резистор настройки зарядной микросхемы считает калькулятор тока заряда.

Общие сведения о химиях и защите — в статье «Аккумуляторы».

Похожие вопросы

Можно ли пользоваться устройством на аккумуляторе в мороз?

Да: у Molicel P28A разряд допускается до −40 °C. Ёмкость и допустимый ток на холоде меньше, поэтому устройство может отключиться раньше — но после возвращения в тепло аккумулятор восстанавливается.

Сколько ждать после того, как аккумулятор принесли с мороза?

Пока он не прогреется выше 0 °C во всём объёме, а не только снаружи. Время зависит от размера батареи; надёжнее, если зарядная схема сама измеряет температуру термистором и не начинает заряд раньше.

Нужен ли термистор, если устройство всегда в помещении?

Желателен: он защищает и от перегрева при заряде, а перегрев — одна из причин теплового разгона по TI SLUAAR1. Если термистора нет, вход TS у bq21040 по даташиту подключают к земле через 10 кОм, и контроль температуры не работает.

Источники

  1. E-One Moli Energy (Molicel). INR-18650-P28A Product Data Sheet (Version 1.3) — Ambient Temperature: заряд 0…60 °C, разряд −40…60 °C; заряд CC-CV до 4,2 В, стандартный ток 2,8 А
  2. Texas Instruments. LiFePO4 Design Considerations (SLUAAR1, July 2023) — табл. 1-1 — температура заряда: Li-ion 0…45 °C, LiFePO4 0…45 °C, NiMH 0…40 °C; разд. 3 — тепловой разгон вызывают прокол, перезаряд, перегрузка по току и перегрев
  3. Texas Instruments. bq21040 0.8-A, Single-Input, Single Cell Li-Ion and Li-Pol Battery Charger (SLUSCE2D, revised January 2019) — вывод TS — термистор NTC 10 кОм при 25 °C в батарее; порог VTS-0C 1,25 В (1,22–1,28 В) — заряд приостанавливается при низкой температуре, гистерезис 100 мВ; порог VTS-45C 275 мВ — при высокой; без термистора TS соединяют с землёй через резистор 10 кОм

Нашли ошибку?

Смотрите также